重症患者の血糖コントロールのためのインスリン治療支援システムの試作

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25560213
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 研究機関: 川崎医科大学
• 研究代表者: 小笠原 康夫 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (10152365)
• 研究分担者: 矢田 豊隆 川崎医科大学, 医学部, 講師 (00210279) ; 仲本 博 川崎医科大学, 医学部, 助教 (10299183)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 血糖値 / インスリン / 血糖コントロール / 血行動態 / ＩＣＵ

研究概要

最近、血糖コントロールの方法として、インスリン投与量の調整を古典的な制御理論であるPID制御の概念に基づいたコンピュータによる補助を試みた報告がある。血糖コントロールの厳密化には、必然的に血糖測定とインスリン投与速度の調整が必修になるが、実施には医療現場の負担の増加も無視できない点が問題である。本研究では、インスリン投与量設定のアルゴリズムの開発とそれを応用した支援システムの試作を目的として投与量算定のためのシステムを試作した。最終的には、重症患者の治療開始直後の急性期と安定状態への移行期及び安定期の3フェーズに分けて、支援・自動化アルゴリズムを開発した。急性期は、患者の状態として初期の血糖値とそれに対する医師の指示によるインスリン投与量の情報収集を行うとともに、短期間に得られた血糖値データに基づいて投与量を設定する方式とした。次に必要なデータ蓄積ができた段階から、収集した血糖値、及びインスリン投与量を用いて血糖動態を推定する回帰モデルを逐次的に作成して、血糖動態の予測を行ったうえで、インスリン投与量の算定を行うアルゴリズムを作成した。回帰モデルは、血糖測定ごとに更新して、血糖動態の変動に追従可能なシステムとしている点に特色がある。血糖動態を模擬するモデルを用いてシミュレーションによる模擬実験を実施した。その結果、従前の血糖コントロールアルゴリズムと同様な血糖コントロールが可能であることが分かった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画に従って、アルゴリズムの開発、シミュレーションスタディーを実施してきた。

今後の研究の推進方策

試作システムを使用した、急性腎不全モデル動物による血糖コントロール実験による検討と臨床での検討を実施する計画である。

次年度の研究費の使用計画

当該年度末までに予算は執行したが、支払が本年度に延期されたためである。
本年度早期に昨年度分が支出される。